CN107760841A - 一种商用车制动钳支架四平面同时感应加热淬火工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种商用车制动钳支架四平面同时感应加热淬火工艺方法，其特征在于：制动钳支架单侧四个相邻限位面同时加热淬火，每个限位面有效加热导线均采用U形结构，U形双加热导线中的电流大小相等方向相反；制动钳支架一端相邻四个限位面为一组，另一端相邻四个限位面为一组，每组相邻四个限位面对应的四个U形加热导线被串联焊接为一个整体，组成四平面同时加热感应器结构；总体采用两套四平面同时淬火感应器；其利用四平面同时加热淬火感应器针对制动钳支架单侧相邻四个限位面进行同时加热淬火，经过左右两次轮转对称换位便能完成全部八个限位面的淬火加工，工艺方法是将预热、上下往复移动扫描加热、以及静止加热有机结合起来，对限位面进行连续加热升温及传导均温的工艺控制过程。
Description
技术领域
本发明涉及一种商用车制动钳支架四平面同时感应加热淬火工艺方法，属于商用车盘式制动器零件加工领域。
背景技术
制动钳支架是一汽技术中心全新开发的商用车新型系列盘式制动器总成中的重要零件，主要负责对相关零件支撑定位和对刹车片的运行轨迹进行限位。该件整体结构复杂，铸造成型，球墨铸铁材料(QT600-5)。为满足服役条件，保证限位功能的可靠性，制动钳支架限位面多达8处（左右对称各四处），且均为小平面结构，淬火区面积20×30mm²左右，呈空间立体分布，全部要求感应淬火。
由于球墨铸铁材料轴头感应淬火温度合理区间在980～1050℃之间,上方距材料熔点只有100℃左右，下方距离奥氏体转变界限温度只有70℃左右，淬火温度有效执行范围比较狭窄,再加上该材料的热传导系数较低，快速加热过程中高温区积聚的热量无法在短时间内完成向低温区扩散，通过热传导进行均温效果非常有限。而且小平面边缘棱角感应加热的尖角效应非常突出，单一小平面各部位淬火温度均衡性实现难度非常高。
如果采用常规淬火工艺，每次只能完成一个平面淬火，完成单件淬火加工需反复八次。其间需要依照八个平面立体排布方位对零件进行多次拆装变换方位,则生产效率过低，生产成本偏高。
如果使用单条有效加热导线针对限位面进行静止加热，则通过调整加热导线的截面结构与尺寸无法实现导线截面内电流密度的均匀分布，限位面各部位感生涡流分布状态难以改变，限位面淬火温度均衡性无法实现。如果使用电流方向相反的双条有效加热导线针对限位面进行静止加热, 则两导线之间加热温度偏低，形成明显暗带。
多种因素的制约加重了温度均匀化解决难度，致使表面硬度和硬化层深度分布严重不均，甚至极易形成熔化区、淬火区和未淬火区三者并存的局面。加热温度分布均匀性过差是导致表面硬度和硬化层深度分布不均的直接原因。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种商用车制动钳支架四平面同时感应加热淬火工艺方法,其利用四平面同时加热淬火感应器针对制动钳支架单侧相邻四个限位面进行同时加热淬火，经过左右两次轮转对称换位便能完成全部八个限位面的淬火加工，工艺方法是将预热、上下往复移动扫描加热、以及静止加热有机结合起来，对限位面进行连续加热升温及传导均温的工艺控制过程。
本发明的技术方案是这样实现的：一种商用车制动钳支架四平面同时感应加热淬火工艺方法，其特征在于：制动钳支架单侧四个相邻限位面同时加热淬火，每个限位面有效加热导线均采用U形结构，U形双加热导线中的电流大小相等方向相反；制动钳支架一端相邻四个限位面为一组，另一端相邻四个限位面为一组，每组相邻四个限位面对应的四个U形加热导线被串联焊接为一个整体，组成四平面同时加热感应器结构；总体采用两套四平面同时淬火感应器；
所述的淬火感应器由U型有效加热导线A、串联导线A、串联导线B、串联过渡导线C、U型有效加热导线B、淬火水套进水管A、淬火水套A、淬火水套固定螺母A、淬火水套连接板、淬火水套固定板、淬火水套固定螺母B、淬火水套固定螺母C、淬火水套B、淬火水套进水管B、U型有效加热导线C、过渡导线A、过渡导线B、U型有效加热导线D、加热导线冷却水进水管、过渡导线C、接触板A、接触板B、过渡导线D、加热导线冷却水出水管、过渡导线E、过渡导线F组成；其中，U型有效加热导线A、U型有效加热导线B、U型有效加热导线C、U型有效加热导线D由串联导线A、串联导线B、串联导线C串联焊接为一体，其中一端串联导线A与过渡导线B、过渡导线E、过渡导线D及加热导线冷却水出水管串联焊接为一体，过渡导线D与接触板B焊接为一体；另一端串联导线C与过渡导线A、过渡导线F、过渡导线C及加热导线冷却水进水管串联焊接为一体，过渡导线C与接触板A焊接为一体，淬火水套进水管A与淬火水套A焊接为一体，淬火水套进水管B与淬火水套B焊接为一体、两个淬火水套通过连接板由淬火水套固定螺母A和淬火水套固定螺母C固定为一个整体，并通过淬火水套固定板和淬火水套固定螺母B固定在过渡导线E上。
具体的淬火工艺步骤如下：
步骤1：将制动钳支架底座向下水平放置在移动平台上，将下层四个限位面3、4、7、8与专用夹具的四个定位基准面紧密靠严，并用压板将零件向下固定好；
步骤2：按淬火启动按钮，专用夹具以40～50mm/S的速度向下移动至空位处，限位面与专用夹具定位基准面完全脱开，让出感应器与限位面对位空间；
步骤3：两个平面同时加热淬火感应器在同一托架带动下以40～50mm/S速度同步垂直下降，当U型有效加热导线的中线与限位面水平中线位置完成对位后停止移动保持静止，有效加热导线与八个限位面配合间隙控制在1.7～2.2mm之间；
步骤4：左侧四个限位面1、2、3、4先行启动加热，加热功率为57～63KW，感应器静止加热并延时2.0～3.0S；
步骤5：感应器静止加热状态结束，但加热不停，感应器以20～30mm/S速度向上继续连续扫描加热；
步骤6：当加热导线上端面与加热平面上沿水平对齐时感应器停止移动，原地静止加热1.2～1.7S；
步骤7：静止状态结束，感应器折返向下以20～30mm/S速度继续扫描加热；当加热导线下端面与加热平面下沿水平对齐时感应器停止移动，原地静止加热1.2～1.7S；
步骤8：静止状态结束，感应器折返以相同速度和加热功率向上移动扫描加热，当加热导线上端面与加热平面上沿水平对齐时感应器停止移动，原地静止加热0.8～1.3S；
步骤9：静止状态结束，加热功率立即变换提升至65～70KＷ，扫描速度立即变换提升至35～40mm/S，感应器折返向下移动扫描加热。当加热导线下端面与加热平面下沿水平对齐时感应器停止移动，原地静止加热0.5～1.0S；
步骤10：第三个循环终端原地静止加热结束，感应器同时以80～90mm/S速度快速向下移动35～45mm后停止移动，此位置淬火水套与加热平面水平对中，淬火喷射液将加热平面完全覆盖。淬火冷却迅即启动并延时12～16S；
步骤11：淬火冷却延时结束，感应器以40～50mm/S速度垂直上升，当有效加热导线中线与淬火面水平中线对齐后停止移动保持静止；
步骤12：右侧四个限位面5、6、7、8同时加热程序启动开始加热，工艺过程和参数与左侧完全相同。当右侧四个平面整体淬火冷却结束后，拆卸零件固定压板，取下零件八个平面感应淬火加工工艺流程结束。
本发明的积极效果是：
（1）通过将四个传统U形结构平面加热导线有机的组合为一个整体，创建了新型四平面同时加热感应器结构，解决了立体分布的四平面同时加热淬火感应器结构设计的技术难题，拓展了传统U形感应器结构应用空间和灵活性。零件只进行一次装夹定位，工艺执行全过程零件空间立体方位不需要变换；
（2）四个平面各自U形双加热导线被串联成一个整体，全串联结构中导线各部位电流相同，可以使四个平面加热效率保持谐调平衡；
（3）将加热导线截面尺寸设计在较小的范围，导线内电流走向被有效约束，电流集中，散射磁力线得到充分聚拢。小平面被加热导线扫描流经之处均可得到理想加热，而且可以根据需要做到柔性可调，解决了对小平面不同部位的加热针对性和准确性问题；
（4）通过合理调整双加热导线间距，使其对相邻平面尺寸的差异性具备了理想的适应能力，使尺寸存在一定差异的四个加热平面不留死角，淬火区域均得到均衡充分加热；
（5）取消了导磁体应用，避免了因导磁体老化而引发的质量波动，并可延长加热导线的老化周期，感应器工作稳定性和使用寿命均有保障；
（6）整个加热工艺过程将静止加热、多轮往复连续扫描加热、加热功率变换、加热速度变换有机结合起来，提高了加热过程控制精度及柔性，解决了淬火温度均匀性问题。淬火质量完全满足图纸技术要求。
附图说明
图1为制动钳支架结构及一侧限位面位置示意图。
图2为制动钳支架结构及另一侧限位面位置示意图。
图3为制动钳支架仰视图。
图4为制动钳支架淬火感应器正视图。
图5为制动钳支架淬火感应器左视图。
图6为制动钳支架淬火感应器俯视图。
图7为双感应器与制动钳支架对位示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述：如图1-7所示，一种商用车制动钳支架四平面同时感应加热淬火工艺方法，其特征在于：制动钳支架单侧四个相邻限位面同时加热淬火，每个限位面有效加热导线均采用U形结构，U形双加热导线中的电流大小相等方向相反；制动钳支架一端相邻四个限位面1、2、3、4为一组，另一端相邻四个限位面5、6、7、8为一组，每组相邻四个限位面对应的四个U形加热导线被串联焊接为一个整体，组成四平面同时加热感应器结构；总体采用两套四平面同时淬火感应器；
所述的淬火感应器由U型有效加热导线A9、串联导线A10、串联导线B11、串联过渡导线C12、U型有效加热导线B13、淬火水套进水管A14、淬火水套A15、淬火水套固定螺母A16、淬火水套连接板17、淬火水套固定板18、淬火水套固定螺母B19、淬火水套固定螺母C20、淬火水套B21、淬火水套进水管B22、U型有效加热导线C23、过渡导线A24、过渡导线B25、U型有效加热导线D26、加热导线冷却水进水管27、过渡导线C28、接触板A29、接触板B30、过渡导线D31、加热导线冷却水出水管32、过渡导线E33、过渡导线F（34）组成；其中，U型有效加热导线A9、U型有效加热导线B13、U型有效加热导线C（23）、U型有效加热导线D26由串联导线A10、串联导线B11、串联导线C12串联焊接为一体，其中一端串联导线A10与过渡导线B25、过渡导线E33、过渡导线D31及加热导线冷却水出水管32串联焊接为一体，过渡导线D31与接触板B30焊接为一体；另一端串联导线C12与过渡导线A24、过渡导线F34、过渡导线C28及加热导线冷却水进水管27串联焊接为一体，过渡导线C28与接触板A29焊接为一体，淬火水套进水管A14与淬火水套A15焊接为一体，淬火水套进水管B22与淬火水套B21焊接为一体、两个淬火水套通过连接板17由淬火水套固定螺母A16和淬火水套固定螺母C20固定为一个整体，并通过淬火水套固定板18和淬火水套固定螺母B19固定在过渡导线E33上。
具体的淬火工艺步骤如下：
步骤1：将制动钳支架底座向下水平放置在移动平台上，将下层四个限位面3、4、7、8与专用夹具的四个定位基准面紧密靠严，并用压板将零件向下固定好；
步骤2：按淬火启动按钮，专用夹具以40～50mm/S的速度向下移动至空位处，限位面与专用夹具定位基准面完全脱开，让出感应器与限位面对位空间；
步骤3：两个平面同时加热淬火感应器在同一托架带动下以40～50mm/S速度同步垂直下降，当U型有效加热导线的中线与限位面水平中线位置完成对位后停止移动保持静止，有效加热导线与八个限位面配合间隙控制在1.7～2.2mm之间；
步骤4：左侧四个限位面1、2、3、4先行启动加热，加热功率为57～63KW，感应器静止加热并延时2.0～3.0S；
步骤5：感应器静止加热状态结束，但加热不停，感应器以20～30mm/S速度向上继续连续扫描加热；
步骤6：当加热导线上端面与加热平面上沿水平对齐时感应器停止移动，原地静止加热1.2～1.7S；
步骤7：静止状态结束，感应器折返向下以20～30mm/S速度继续扫描加热；当加热导线下端面与加热平面下沿水平对齐时感应器停止移动，原地静止加热1.2～1.7S；
步骤8：静止状态结束，感应器折返以相同速度和加热功率向上移动扫描加热，当加热导线上端面与加热平面上沿水平对齐时感应器停止移动，原地静止加热0.8～1.3S；
步骤9：静止状态结束，加热功率立即变换提升至65～70KＷ，扫描速度立即变换提升至35～40mm/S，感应器折返向下移动扫描加热。当加热导线下端面与加热平面下沿水平对齐时感应器停止移动，原地静止加热0.5～1.0S；
步骤10：第三个循环终端原地静止加热结束，感应器同时以80～90mm/S速度快速向下移动35～45mm后停止移动，此位置淬火水套与加热平面水平对中，淬火喷射液将加热平面完全覆盖。淬火冷却迅即启动并延时12～16S；
步骤11：淬火冷却延时结束，感应器以40～50mm/S速度垂直上升，当有效加热导线中线与淬火面水平中线对齐后停止移动保持静止；
步骤12：右侧四个限位面5、6、7、8同时加热程序启动开始加热，工艺过程和参数与左侧完全相同。当右侧四个平面整体淬火冷却结束后，拆卸零件固定压板，取下零件八个平面感应淬火加工工艺流程结束。
Claims (1)
1.一种商用车制动钳支架四平面同时感应加热淬火工艺方法，其特征在于：制动钳支架单侧四个相邻限位面同时加热淬火，每个限位面有效加热导线均采用U形结构，U形双加热导线中的电流大小相等方向相反；制动钳支架一端相邻四个限位面为一组，另一端相邻四个限位面为一组，每组相邻四个限位面对应的四个U形加热导线被串联焊接为一个整体，组成四平面同时加热感应器结构；总体采用两套四平面同时淬火感应器；
所述的淬火感应器由U型有效加热导线A、串联导线A、串联导线B、串联过渡导线C、U型有效加热导线B、淬火水套进水管A、淬火水套A、淬火水套固定螺母A、淬火水套连接板、淬火水套固定板、淬火水套固定螺母B、淬火水套固定螺母C、淬火水套B、淬火水套进水管B、U型有效加热导线C、过渡导线A、过渡导线B、U型有效加热导线D、加热导线冷却水进水管、过渡导线C、接触板A、接触板B、过渡导线D、加热导线冷却水出水管、过渡导线E、过渡导线F组成；其中，U型有效加热导线A、U型有效加热导线B、U型有效加热导线C、U型有效加热导线D由串联导线A、串联导线B、串联导线C串联焊接为一体，其中一端串联导线A与过渡导线B、过渡导线E、过渡导线D及加热导线冷却水出水管串联焊接为一体，过渡导线D与接触板B焊接为一体；另一端串联导线C与过渡导线A、过渡导线F、过渡导线C及加热导线冷却水进水管串联焊接为一体，过渡导线C与接触板A焊接为一体，淬火水套进水管A与淬火水套A焊接为一体，淬火水套进水管B与淬火水套B焊接为一体、两个淬火水套通过连接板由淬火水套固定螺母A和淬火水套固定螺母C固定为一个整体，并通过淬火水套固定板和淬火水套固定螺母B固定在过渡导线E上；
具体的淬火工艺步骤如下：
步骤1：将制动钳支架底座向下水平放置在移动平台上，将下层四个限位面3、4、7、8与专用夹具的四个定位基准面紧密靠严，并用压板将零件向下固定好；
步骤2：按淬火启动按钮，专用夹具以40～50mm/S的速度向下移动至空位处，限位面与专用夹具定位基准面完全脱开，让出感应器与限位面对位空间；
步骤3：两个平面同时加热淬火感应器在同一托架带动下以40～50mm/S速度同步垂直下降，当U型有效加热导线的中线与限位面水平中线位置完成对位后停止移动保持静止，有效加热导线与八个限位面配合间隙控制在1.7～2.2mm之间；
步骤4：左侧四个限位面1、2、3、4先行启动加热，加热功率为57～63KW，感应器静止加热并延时2.0～3.0S；
步骤5：感应器静止加热状态结束，但加热不停，感应器以20～30mm/S速度向上继续连续扫描加热；
步骤6：当加热导线上端面与加热平面上沿水平对齐时感应器停止移动，原地静止加热1.2～1.7S；
步骤7：静止状态结束，感应器折返向下以20～30mm/S速度继续扫描加热；当加热导线下端面与加热平面下沿水平对齐时感应器停止移动，原地静止加热1.2～1.7S；
步骤8：静止状态结束，感应器折返以相同速度和加热功率向上移动扫描加热，当加热导线上端面与加热平面上沿水平对齐时感应器停止移动，原地静止加热0.8～1.3S；
步骤9：静止状态结束，加热功率立即变换提升至65～70KＷ，扫描速度立即变换提升至35～40mm/S，感应器折返向下移动扫描加热；
当加热导线下端面与加热平面下沿水平对齐时感应器停止移动，原地静止加热0.5～1.0S；
步骤10：第三个循环终端原地静止加热结束，感应器同时以80～90mm/S速度快速向下移动35～45mm后停止移动，此位置淬火水套与加热平面水平对中，淬火喷射液将加热平面完全覆盖；
淬火冷却迅即启动并延时12～16S；
步骤11：淬火冷却延时结束，感应器以40～50mm/S速度垂直上升，当有效加热导线中线与淬火面水平中线对齐后停止移动保持静止；
步骤12：右侧四个限位面5、6、7、8同时加热程序启动开始加热，工艺过程和参数与左侧完全相同；
当右侧四个平面整体淬火冷却结束后，拆卸零件固定压板，取下零件八个平面感应淬火加工工艺流程结束。
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